Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Физическая химия ↓


Химическая кинетика


Химическая кинетика — это раздел физической химии, изучающий скорости химических реакций и этапы, на которых они происходят. Это важная область исследования, так как понимание скорости и механизмов химических реакций помогает химикам управлять ими, оптимизировать промышленные процессы и понимать природные явления.

Основы скорости реакции

В химической кинетике скорость реакции — это мера того, как быстро уменьшается концентрация реагентов или как быстро увеличивается концентрация продуктов. Скорость химической реакции можно выразить как:

Скорость = -d[A]/dt = d[B]/dt

Здесь [A] и [B] — концентрации реагента A и продукта B соответственно. Знак минус указывает на то, что концентрация A уменьшается по мере протекания реакции.

Факторы, влияющие на скорость реакции

Концентрация

Изменение концентрации реагентов может повлиять на скорость реакции. В общем, увеличение концентрации реагентов увеличивает скорость реакции, потому что больше частиц могут столкнуться.

Температура

Повышение температуры, как правило, увеличивает скорость реакции. Это происходит потому, что более высокие температуры увеличивают кинетическую энергию молекул, что приводит к более эффективным столкновениям. Уравнение Аррениуса может описать этот эффект:

k = Ae^(-Ea/RT)

где k — константа скорости, A — предэкспоненциальный множитель, Ea — энергия активации, R — газовая постоянная и T — температура в Кельвинах.

Поверхностная площадь

Большая площадь поверхности твердого реагента увеличивает скорость реакции, потому что больше частиц подвергается реакции.

Катализатор

Катализаторы увеличивают скорость реакции, не расходуясь в процессе. Они работают, снижая энергию активации, необходимую для протекания реакции.

Механизм реакции

Механизмы реакций описывают последовательность элементарных реакций, посредством которых происходит общая химическая трансформация. Механизмы важны для понимания того, как реакции происходят на молекулярном уровне.

Пример механизма реакции

Рассмотрим реакцию между NO2 и CO с образованием NO и CO2.

NO2 + CO → NO + CO2

Это может происходить через следующие элементарные этапы:

Этап 1: NO2 + NO2 → NO + NO3
Этап 2: NO3 + CO → NO2 + CO2

Эти элементарные этапы должны быть включены в общую сбалансированную уравнение. Скорость реакции часто определяется самым медленным этапом, известным как лимитирующий стадия.

Порядок реакции

Порядок реакции относится к степени, в которой в уравнение скорости возведен член концентрации. Порядки реакции определяются экспериментации и могут быть описаны следующим образом:

Скорость = k[A]^m[B]^n

где m и n представляют собой относительные порядки реагентов A и B соответственно.

Реакции нулевого порядка

Для реакций нулевого порядка скорость не зависит от концентрации реагента.

Скорость = k

Примером этого является разложение аммиака на платиновой поверхности при высоком давлении.

Реакции первого порядка

Скорость реакции первого порядка пропорциональна концентрации реагента.

Скорость = k[A]

Пример: радиоактивный распад.

Реакции второго порядка

Для реакций второго порядка скорость пропорциональна квадрату концентрации одного реагента или пропорциональна произведению концентраций двух различных реагентов.

Скорость = k[A]^2 или Скорость = k[A][B]

Роль теории столкновений

Теория столкновений помогает объяснить, как происходят химические реакции и почему они происходят с разными скоростями. Согласно этой теории:

  • Для того чтобы реакция произошла, молекулы должны сталкиваться друг с другом.
  • Не все столкновения приводят к реакции; только те, которые имеют достаточно энергии и правильную ориентацию, вызовут реакцию.

Визуализация: Теория столкновений

Молекула A Молекула B Успешное столкновение

Заключение

Понимание химической кинетики важно как для теоретической химии, так и для промышленных процессов. Тщательно изменяя такие переменные, как концентрации, температура и катализаторы, химики могут контролировать скорость реакций и разрабатывать более эффективные химические процессы. Теоретические основы, такие как теория столкновений и теория переходного состояния, предоставляют глубокие понимания в молекулярную динамику реакций.

В заключение химическая кинетика — это фундаментальная область исследований, которая объединяет теорию и практическое применение. Это открывает дверь к новым технологиям и процессам, которые могут содействовать развитию в производстве химической продукции, фармацевтике и экологических науках.


Магистрант → 1.3


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (1.2.9)
Гибридизация и химическое связывание
Следующий (1.3.1) →
Законы скорости и механизмы реакций

Комментарии 



Химическая кинетика

https://www.chemistryelite.com/g/1.3?ceal=ru